WO2010142428A1 - Verfahren und vorrichtung zum zubereiten einer pastösen masse zum versiegeln einer isolierglasscheibe - Google Patents

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    • B67D7/64Arrangements of pumps power operated of piston type
    • B67D7/645Barrel pumps

Definitions

  • the invention is based on a device having the features specified in the preamble of claim 1.
  • the two viscous substances which are the two components of a two-component sealant and adhesive are conveyed by piston pumps from barrels each in a buffer, which is a piston-cylinder unit, from which a first Piston, the main component (binder or base component) of the sealant and adhesive and a second piston presses the additional component (hardener) synchronously to the main component.
  • Main component and additional component are on the route between the Piston-cylinder unit and the nozzle promoted by a static mixer in which they are mixed together.
  • the sealing process of the insulating glass pane must be interrupted in order to refill the main component and the additional component into the respective piston-cylinder unit. During this time a sealing of insulating glass panes is not possible. If you want to avoid interruptions of the sealing process, you must choose the storage volume of the piston-cylinder unit as large as possible. The larger the storage volume, the more difficult it becomes because of the unavoidable compressibility and thixotropic behavior of the constituents of the sealant and adhesive, to dose them so precisely that neither too much nor too little of the mass gets into the edge joint of the insulating glass pane.
  • the present invention has for its object to provide a way to reduce the cost of sealing insulating glass panes and the dosing accuracy can be increased during sealing.
  • the inventive method for preparing a pasty mass consisting of at least two components, which sets after mixing the initially present in separate reservoirs constituents, and for injecting the setting pasty mass in a space between two glass sheets of insulating glass begins with the conveying of the at least two components from the storage containers, which are preferably barrels, in separate buffers. From the buffers, the components are conveyed by gear pumps in a dynamic mixer in which they are mixed together by means of motor-driven mixing elements.
  • the settling, pasty mass leaving the mixer passes into a nozzle which has at least one orifice directed into the space between the glass sheets of the insulating glass pane.
  • the binding, pasty mass formed by the mixing is injected into the space between the two glass sheets, while the nozzle is moved along the edge of at least one of the two glass sheets.
  • the pressure loss that the pasty mass suffers when it is conveyed through a dynamic mixer is much smaller than the pressure loss it suffers in a static mixer.
  • a sealing device having a static mixer the components of the pasty mass with a pressure which is not too small distances between the glass sheets of an insulating glass typically 200 bar to 250 bar, are pressed out of the buffers from which the static mixer is fed. From the pressure of 200 bar to 250 bar, the largest part falls off on the way to the nozzle; At the nozzle, the pasty mass arrives at a pressure which is typically only 70 bar to 80 bar, so that the pressure loss until then is about 2/3 of the initial pressure. The lion's share of the pressure loss is caused by the static mixer.
  • a dynamic mixer at least a large part of the pressure loss otherwise associated with a static mixer can be avoided.
  • the buffers, pumps and mixer are easier to move along with the nozzle; the drive for the joint movement can be designed weaker, which saves further weight.
  • Moving lighter caches and lighter conveyors allows easier mounts and guides for these things, saving weight once more.
  • sealing devices for insulating glass panes typically have a length of 80 cm to more than 1 m.
  • a dynamic mixer with the same performance as a static mixer is much shorter and more compact than the static mixer.
  • a sealing device with which the method according to the invention is realized has an overall more compact design, which once again reduces its tendency to oscillate.
  • Mixer can be made cheaper than a conventional sealing device with static mixer.
  • Sealing compounds for insulating glass panes are more or less dilat- ed, ie their viscosity increases with increasing pressure to which the mass is exposed. Since a sealing device operating according to the invention requires less pressure than known sealing devices for insulating glass panes, the dilatant sealing compounds in a sealing device operating according to the invention have a lower viscosity than in a conventional sealing device. Therefore, according to the invention, they are easier to process. This is true even for the most widespread Thiokol.
  • the advantage of the invention is particularly pronounced when processing two-component sealing compounds based on a silicone, which set to a silicone rubber;
  • These sealants can be applied to a conventional sealing device using a static mixer is equipped, at most then process if only relatively low throughputs of pasty sealing compound are required at the nozzle, as is the case with insulating glass panes, in which the distance between the glass sheets is not more than 10 mm.
  • insulating glass panes in which the distance between the glass sheets is not more than 10 mm.
  • the thermal insulation of an insulating glass pane becomes better, the greater the distance of the glass sheets in the insulating glass pane from each other, nowadays predominantly insulating glass panes are produced, in which the distance between the glass sheets is 15 mm to 25 mm.
  • the present invention is useful not only for the use of Thiokol as a sealant, but also for the use of polyurethane, and more particularly silicone-setting silicone as a two component sealant.
  • the gear pumps have a long life, although they process pasty masses containing abrasive fillers.
  • the combination according to the invention enables an uninterrupted extrusion of the pasty mass from the nozzle, as long as the stock in the reservoir, which is typically a 200 liter drum.
  • the ability to dose the pasty mass without interruption is not limited by the capacity of the intermediate container.
  • the intermediate containers can therefore be small and light.
  • the method according to the invention can be carried out efficiently and can be used in a variety of ways for the sealing of insulating glass panes. The progress achieved is amazing.
  • the device according to the invention has for preparing a pasty mass of at least two components, which set after mixing with each other, and for injecting a strand of the pasty mass in the space between two see glass sheets of insulating glass means for conveying the components from storage containers in separate temporary storage and further by a mixer, which is designed as a dynamic mixer, to a nozzle, which can be moved with an opening directed into the gap between the two glass sheets of the insulating glass pane at an edge of the insulating glass along.
  • the mixer to be mixed with each other components of the pasty mass are supplied by gear pumps, which are arranged in the conveying path between the respective buffer and the dynamic mixer.
  • the pasty mass serves to seal the interior of the insulating glass against the ingress of water vapor and / or to produce a permanent and sufficiently strong bond between the two glass sheets.
  • a setting compound which is formed from at least two constituents which are mixed with one another. The mass resulting from the mixing is initially pasty and then progressively binds, whereby it solidifies. Binding two-component sealants and adhesives based on Thiokol are particularly common for sealing the edge joint of insulating glass panes; they bind to polysulfides.
  • the gear pumps are driven synchronously to ensure a constant mixing ratio of the constituents of the pasty mass.
  • the constituents of the pasty, setting mass are supplied to the gear pumps with a pre-pressure.
  • the form can influence the promotion of the power of the gear pump are taken.
  • the gear pumps are subjected to a constant admission pressure. This has the advantage that pressure fluctuations, which occur in the conveying path from the storage containers to the gear pumps, do not affect the delivery rate of the gear pumps. This is advantageous for achieving a high metering accuracy of the sealing device.
  • the gear pumps for the various components of the pasty mass need not be charged with the same form, but are preferably applied to the same form.
  • a suitable form for the gear pumps is between 20 bar and 50 bar. Particularly preferred is a pre-pressure of 30 bar to 40 bar.
  • the gear pumps are thereby acted upon by a form that the latches are subjected to a pre-pressure.
  • Each intermediate reservoir communicates with the input side of one of the gear pumps. If the intermediate store is pressurized with a pre-pressure, this is a particularly favorable possibility to compensate for pressure fluctuations in the line path between the storage containers and the respective intermediate container.
  • a constant admission pressure on the input side of the respective gear pump is expediently achieved by measuring the admission pressure on the input side and comparing the measured value of the admission pressure with the nominal value of the admission pressure and then regulating the admission pressure of the gear pump to the nominal value by setting the admission pressure in Temporary storage suitably controls.
  • this has the further advantage that one can thus control the refilling of the intermediate container from their associated storage containers.
  • an intermediate container receives no replenishment from the reservoir, its volume decreases.
  • the decreasing content may be monitored by a level sensor which, for a given minimum content, provides a refilling signal to a pump associated with the associated reservoir and refills the ingredient in question until the contents in the surge container reach a predetermined maximum, WEL It is detected by the level sensor, which then stops the refilling process again.
  • the gear pumps to which the components to be pumped are supplied with a pre-pressure, are intended to increase the pressure prevailing on the pressure side of the gear pumps by up to 20 bar in a possible variant of the method according to the invention.
  • the pressure at which the components to be mixed enter the dynamic mixer is still lower by a factor of 3 or 4 than the pressure with which the components are fed to a static mixer in the prior art. This is responsible for part of the benefits of the invention.
  • the gear pumps are operated so that the pressure on their pressure side is only up to 10 bar higher than the form with which they are acted upon on its input side.
  • the aim is to minimize the pressure loss which the pasty mass suffers between the inlet (pressure side) and the outlet of the gear pump. It is best if no pressure loss at the gear pump occurs at all.
  • the pressure loss is preferably controlled to zero.
  • the admission pressure is preferably kept constant.
  • This variant of the method has the advantage that the gap losses in the gear pump and the wear on the gear pump are particularly small. Another advantage is that such operation is not only for large throughputs, but especially for small throughputs, as z. B. are required for the sealing of solar modules, in which solar cells are arranged between two glass panes, which are to be tightly connected together at its edge.
  • the latches are preferably piston-cylinder units whose piston presses with the desired form on the contents of the cylinder.
  • To refill such a buffer of the relevant component is conveyed from a reservoir into the buffer, in which he enters with a pressure which is greater than the form, so that the piston recedes.
  • the refilling process is stopped.
  • the piston is advanced by the pressure applied to it. Before he reaches his front end position, which can be monitored by a sensor, the next refilling process is started.
  • a buffer is a bladder accumulator.
  • a bladder storage consists of a housing and a storage bladder, which z. B. is connected to an air compressor, which keeps the pressure in the storage bubble constant. The space in the housing outside the bladder can then be filled with the pasty component, which is to pump the gear pump to the mixer. By changing the volume of the storage bubble at a constant pre-pressure, the volume of the pasty component in the bladder accumulator can vary.
  • the bladder accumulator can also be designed as a membrane accumulator. In a membrane buffer, the separation between the compressed air and the pasty mass does not take place through a bubble or a balloon, but rather through a membrane which divides the housing into two chambers.
  • the pressure in the respective intermediate store can be controlled by a control circuit in which the primary pressure prevailing between the intermediate store and the gear pump assigned to it is compared with a given nominal pre-pressure and the pressure in the respective one depending on the deviation of the actual value from the desired value Caching is controlled.
  • the dynamic mixer has a cylindrical or frustoconical mixing tube, in which a drivable mixer shaft is arranged as a mixing tool, which is provided with projecting from the mixer shaft mixing elements.
  • the mixing elements are preferably radially from the mixer shaft and reach close to the inner peripheral wall of the mixing tube, so that the entire clear cross-section of the mixing tube is achieved by the mixing elements and the materials to be mixed in the mixer tube can not bind and set.
  • the mixing elements may be arranged irregularly around the mixer shaft, they may also be arranged in a plurality of circular arrangements one behind the other on the mixer shaft. It is particularly preferred if the mixing elements are arranged helically around the mixer shaft, because this is the best way to ensure that all areas of the inner surface of the mixing tube are covered by the mixing elements.
  • the mixing elements can have different shapes: they can be rods that are round or angular in cross-section. It can be wings or hangers. Also advantageous are shovel-like mixing elements. In particular, they can be designed such that they have surfaces pointing in the conveying direction, which are arranged at an angle different from 90 ° to the longitudinal axis of the mixer shaft, so that they effect propulsion of the pasty mass when the mixer shaft is driven. In this way, the pressure loss that the material suffers in the dynamic mixer can be greatly reduced or made to disappear. It is even possible to compensate for a pressure loss on the way from the reservoir to the dynamic mixer.
  • mixing elements which can generate propulsion with other mixing elements which do not generate propulsion but have a greater mixing effect.
  • a dynamic mixer is also a mixing tube in question, in which one or two screws are arranged drivable.
  • the flow cross-section of the mixer and its drive power are expediently designed for a throughput of the pasty mass of 0.1 liter per minute up to 10 liters per minute.
  • the latter makes the device particularly suitable for the rapid sealing of insulating glass panes with a large distance between the glass plates.
  • the invention is particularly suitable for two-component sealing and adhesive compositions such as known in insulating glass polysulfides (Thiokol), which consist of a main component and an additional ingredient on the way to the nozzle with each other in the ratio of about 9 to 1 to a two-component pasty Mass be mixed, which then sets soon progressively.
  • the invention is also particularly suitable for two-component setting compounds based on polyurethane and silicone. It was only through the present invention that it was possible to seal insulating glass panes with more than 15 mm air gap with a sealant based on a two-component silicone.
  • the setting mass injected in such a way that it extends either as a uniform strand from one glass sheet to the opposite glass sheet or - with sufficiently pressure and tensile spacers - is filled only in the grooves between the outside of the spacer and the two glass sheets.
  • two separate strands of the sealing compound are located side by side in the edge joint. Two such strands can be produced with a nozzle having two adjacent mouths.
  • the nozzle may have one or more than one orifice.
  • Working with only one orifice is possible if a uniform strand of the pasty mass is to be formed.
  • a nozzle with two orifices is not only in question, if - as mentioned - two adjacent strands are to be formed, one of which connects the spacer with the one glass panel and the other the spacer with the other glass panel.
  • a nozzle with two orifices is also suitable if a two-layer composite strand of two different pasty masses is to be formed.
  • the invention allows such compact sealing devices that a nozzle memory not only for the components of a single sealant such.
  • Thiokol can be assigned to a common moving carrier, but a larger number of storage for the components of different sealing compounds, eg. For Thiokol and polyurethane or for thikol and silicone or for all three sealants. Even in such a case, the sealing device does not yet achieve the weight of a conventional sealing device for only one sealing compound.
  • By one or more valves, in particular by a directional control valve such a sealing device can be conveniently, time-saving and cost-saving switch from the processing of a sealant on the processing of another sealant, if necessary, changing to another dynamic mixer and to another nozzle.
  • Figure 1 shows a schematic representation of an apparatus for injecting a pasty mass into the space between two glass sheets of an insulating glass pane
  • FIG. 2 shows a longitudinal section through a dynamic mixer.
  • FIG. 1 shows a container 1 for a first component 3 of a pasty mass and a container 2 for a second component 4 of the pasty mass.
  • the two containers are z. B. barrels whose lids are removed.
  • a follower plate 5 On the first component 3 in the container 1 is a follower plate 5. From the follower plate 5, a rod 6 leads vertically upwards to a traverse 7, which not only the rod 6, but also two KoI- benstangen 8 connects, leading to two hydraulic cylinders 9, which are anchored on a bottom plate 10 on softer the container 1 is.
  • the traverse 7 presses the follower plate 5 on the container 1 located in the supply of the component 3 of the pasty mass.
  • the component 3 is pressed through an opening in the follower plate 5 into a pump 11 located above the follower plate 5, which conveys the component 3 into a line 12.
  • the second constituent 4 of the pasty mass is located in the second container 2 and is conveyed out of it in the same way as the first constituent 3 the first container 1.
  • the devices used therefor are therefore designated with the same primed reference numerals.
  • the barrel pump 11 pumps the component contained therein, which in this example is the "binder component" of the two-component sealing compound to be produced, into a buffer 13, which is under a pre-pressure P and is connected to the input side of a gear pump 15, which passes through an electric motor 17, preferably a DC motor, is driven.
  • a gear pump 15 which passes through an electric motor 17, preferably a DC motor, is driven.
  • the second component 4 which in the present example is the "hardener component" of the two-component sealing compound to be produced, is pumped by the barrel pump 11 'through the line 12' into the buffer 14, which is under a pre-pressure P 'and with the Input side of a second gear pump 16 is connected, which is driven by an electric motor 18.
  • the two motors 17 and 18 are synchronized with each other.
  • the gear pump 15 conveys the component 3 through a line in which a rotary valve 19 is arranged in a dynamic mixer 20.
  • the other gear pump 18 conveys the component 4 through a line in which a check valve 27 is also in the dynamic Mixer 20, which is driven by an electric motor 21.
  • the dynamic mixer 20 is shown schematically and consists essentially of a tube which tapers conically at its one end. In the tube, a screw 22 is arranged as a mixing element, which is driven by the electric motor 21.
  • the dynamic mixer 20 opens into a line 23, which leads to a nozzle 25. Between the dynamic mixer 20 and the nozzle 25 is a rotary valve 24, with which the supply of the resulting by mixing two-component sealing compound to the nozzle 25 can be interrupted.
  • sensors may be provided in the delivery paths before and after the gear pumps 15 and 17 and at the input and output of the dynamic mixer, which measure the pressure P and the flow rate V.
  • Temperature sensors T can measure the temperature in the dynamic mixer 20 and at the output of the dynamic mixer 20.
  • the pressure P before and behind the gear pump 15 and 16 measured, from the difference formed and regulated by adjusting the speed of the motor 17 and 18 to the setpoint zero.
  • the form P is z. B. set by means of a plunger in the buffer 13 and 14 and kept constant best.
  • the nozzle 25 rests against the edge of an insulating glass pane 32, which consists of two glass sheets 33 and 34 with a spacer 35 interposed therebetween. Either the nozzle 25 is moved along the edge of the insulating glass pane 32 or the insulating glass pane 32 is moved with its edge along the nozzle 25 to seal the edge joint 31, which on the outside of the spacer 35 between the two glass sheets 33 and 34 is formed.
  • FIG 2 shows an example of a dynamic mixer 20, which has a conical mixing tube 36, in which a conical mixer shaft 37 is mounted, which has a blind hole 36b with a hexagonal cross-section in a protruding from the mixing tube 36 shaft journal 36a, in which a form-fitting drive shaft of a Motors 21 (see Figure 1) can intervene.
  • the mixer shaft 37 has the same cone angle ⁇ as the mixing tube 36, so that between both an annular gap 42 of constant width.
  • the mixer shaft 37 carries as mixing elements 38 radially projecting wings, which extend directly to the inner surface of the mixing tube 36.
  • the mixing elements 38 have a surface 40 pointing in the conveying direction 39, which are set at an angle ⁇ different from 90 ° to the longitudinal axis 41 such that the mixing elements 38 rotating with the mixer shaft 37 effect a propulsion of the mass in the mixer 20.

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Abstract

Beschrieben wird ein Verfahren zum Zubereiten einer aus wenigstens zwei Bestandteilen (3, 4) bestehenden pastösen Masse, welche nach dem Vermischen der anfänglich in getrennten Vorratsbehältern (1, 2) vorliegenden Bestandteile abbindet, und zum Einspritzen der abbindenden pastösen Masse in einen Zwischenraum zwischen zwei Glastafeln (33, 34) einer Isolierglasscheibe (32), durch Fördern der wenigstens zwei Bestandteile aus den Vorratsbehältern in gesonderte Zwischenspeicher (13, 14), aus welchen sie in einen Mischer (20) gefördert werden, in welchem die Bestandteile während ihres Durchlaufs durch den Mischer miteinander vermischt werden und die den Mischer verlassende abbindende, pastöse Masse mittels einer Düse (25) mit wenigstens einer Mündung, welche in den Zwischenraum zwischen den Glastafeln gerichtet ist, in den Zwischenraum zwischen den beiden Glastafeln eingespritzt wird, während die Düse am Rand wenigstens einer der beiden Glastafeln entlang bewegt wird. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass die wenigstens zwei Bestandteile der pastösen Masse mit Zahnradpumpen (15, 16) aus den Zwischenspeichern in den Mischer gepumpt werden, in welchem sie mittels motorisch angetriebener Mischelemente (22) dynamisch miteinander vermischt werden.

Description

Verfahren und Vorrichtung zum Zubereiten einer pastösen Masse zum Versiegeln einer Isolierglasscheibe
Die Erfindung geht von einer Vorrichtung mit den im Oberbegriff des Anspruchs 1 angegebenen Merkmalen aus. Ein solcher Stand der Technik ist aus der DE 35 42 767 A1 und aus der DE 39 29 608 A1 bekannt, welche eine Vorrichtung zum Fördern von zwei zähflüssigen Substanzen in vorgegebenem Mengenverhältnis aus zwei Vorratsbehäl- tern zu einer Düse offenbaren, mit welcher die Randfuge einer Isolierglasscheibe versiegelt wird. Die beiden zähflüssigen Substanzen, bei denen es sich um die beiden Komponenten einer Zweikomponenten-Dicht- und Klebmasse handelt, werden durch Kolbenpumpen aus Fässern jeweils in einen Zwischenspeicher gefördert, bei welchem es sich um eine Kolben-Zylinder-Einheit handelt, aus welcher ein erster Kolben die Hauptkomponente (Binder oder Basiskomponente) der Dicht- und Klebmasse und ein zweiter Kolben die Zusatzkomponente (Härter) synchron zur Hauptkomponente presst. Hauptkomponente und Zusatzkomponente werden auf dem Förderweg zwischen der Kolben-Zylinder-Einheit und der Düse durch einen statischen Mischer gefördert, in welchem sie miteinander vermischt werden.
Neigt sich der Vorrat der Hauptkomponente und der Zusatzkomponente in der Kolben- Zylinder-Einheit seinem Ende zu, muss der Versiegelungsvorgang der Isolierglasscheibe unterbrochen werden, um die Hauptkomponente und die Zusatzkomponente in die jeweilige Kolben-Zylinder-Einheit nachzufüllen. Während dieser Zeit ist eine Versiegelung von Isolierglasscheiben nicht möglich. Will man Unterbrechungen des Versiegelungsvorgangs vermeiden, muss man das Speichervolumen der Kolben-Zylinder-Einheit möglichst groß wählen. Je größer das Speichervolumen ist, desto schwieriger wird es wegen der unvermeidlichen Kompressibilität und eines thixotropen Verhaltens der Bestandteile der Dicht- und Klebmasse, diese so genau zu dosieren, dass weder zuviel noch zuwenig von der Masse in die Randfuge der Isolierglasscheibe gelangt. Der Ein- fluss der Kompressibilität und der thixotropen Eigenschaften der pastösen Masse ist besonders deshalb von Bedeutung, weil für das Fördern der pastösen Masse Drücke von 200 bar bis 250 bar aufgebracht werden müssen. Außerdem steigen mit zunehmendem Speichervolumen das Gewicht der Kolben-Zylinder-Einheiten, der Kraftbedarf für deren Betätigen, der Druck auf das zu fördernde Material und damit auch das Gewicht für die Antriebe der Kolben der Kolben-Zylinder-Einheiten.
Um die Förderwege von den Kolben-Zylinder-Einheiten zu den Düsen kurz zu halten, ist es bekannt, die Düse und die sie speisenden Kolben-Zylinder-Einheiten auf einem gemeinsamen Träger anzuordnen. Dieser muss beweglich sein, um die Düse am Rand der Isolierglasscheiben entlang bewegen zu können. Der Aufwand für den Bewegungs- antrieb steigt ebenfalls mit dem Gewicht der Kolben-Zylinder-Einheiten.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Weg aufzuzeigen, wie der Aufwand für das Versiegeln von Isolierglasscheiben verringert und die Dosiergenauigkeit beim Versiegeln erhöht werden kann.
Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den im Patentanspruch 1 angegebenen Merkmalen und durch eine Vorrichtung mit den im Patentanspruch 22 angegebenen Merkmalen gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche. Das erfindungsgemäße Verfahren zum Zubereiten einer aus wenigstens zwei Bestandteilen bestehenden pastösen Masse, welche nach dem Vermischen der anfänglich in getrennten Vorratsbehältern vorliegenden Bestandteile abbindet, und zum Einspritzen der abbindenden pastösen Masse in einen Zwischenraum zwischen zwei Glastafeln einer Isolierglasscheibe beginnt mit dem Fördern der wenigstens zwei Bestandteile aus den Vorratsbehältern, bei denen es sich vorzugsweise um Fässer handelt, in gesonderte Zwischenspeicher. Aus den Zwischenspeichern werden die Bestandteile durch Zahnradpumpen in einen dynamischen Mischer gefördert, in welchem sie mittels motorisch angetriebener Mischelemente miteinander vermischt werden. Die den Mischer verlassende abbindende, pastöse Masse gelangt in eine Düse, welche wenigstens eine Mündung hat, welche in den Zwischenraum zwischen den Glastafeln der Isolierglasscheibe gerichtet ist. Mittels der Düse wird die durch das Mischen gebildete, abbindende, pastöse Masse in den Zwischenraum zwischen den beiden Glastafeln gespritzt, während die Düse am Rand wenigstens einer der beiden Glastafeln entlang bewegt wird.
Die Kombination aus einem dynamischen Mischer, in welchem die Bestandteile der pastösen Masse mittels motorisch angetriebener Mischelemente miteinander vermischt werden, mit Zahnradpumpen, welche die Bestandteile dem dynamischen Mischer zu- führt, und mit je einem Zwischenspeicher für die wenigstens zwei miteinander zu vermischenden Bestandteile, aus welchen die Zahnradpumpen den jeweiligen Bestandteil abziehen und dem dynamischen Mischer zuführen, haben für das Versiegeln von Isolierglasscheiben einen bedeutenden Fortschritt gebracht, einen „Quantensprung" in der Technik des Versiegeins von Isolierglasscheiben. Dieser sprunghafte Fortschritt war angesichts der Tatsache, dass nicht vorzusehen. Mit der Verwendung eines dynamischen Mischers in Kombination mit Zahnradpumpen, die ihn speisen, und mit Zwischenspeichern, aus denen die Zahnradpumpen Material beziehen, vollzieht die vorliegende Erfindung eine völlige Abkehr. Dadurch werden viele bedeutende Vorteile erzielt:
• Der Druckverlust, welchen die pastöse Masse erleidet, wenn sie durch einen dynamischen Mischer hindurchgefördert wird, ist wesentlich kleiner als der Druckverlust, den sie in einem statischen Mischer erleidet. In einer Versiegelungsvorrichtung, welche einen statischen Mischer aufweist, müssen die Bestandteile der pastösen Masse mit einem Druck, welcher bei nicht zu kleinen Abständen zwischen den Glastafeln einer Isolierglasscheibe typisch 200 bar bis 250 bar beträgt, aus den Zwischenspeichern gepresst werden, aus welchen der statische Mischer gespeist wird. Von dem Druck von 200 bar bis 250 bar fällt der größte Teil auf dem Weg bis zur Düse ab; an der Düse kommt die pastöse Masse mit einem Druck an, der typisch nur noch 70 bar bis 80 bar beträgt, so dass der Druckverlust bis dahin ungefähr 2/3 des anfänglichen Druckes beträgt. Der Löwenanteil des Druckverlustes ist durch den statischen Mischer verursacht. Durch die Verwendung eines dynamischen Mischers kann mindestens ein großer Teil des sonst bei einem statischen Mischer auftretenden Druckverlustes vermieden werden.
• Infolge des stark verringerten Druckverlustes sinkt der Kraftbedarf für das Auspressen der pastösen Masse.
• Verringerter Ausgangsdruck und verringerter Kraftbedarf für das Auspressen der pastösen Masse erlauben es, leichtere Zwischenspeicher und leichtere Pumpen zu verwenden.
• Durch die Gewichtseinsparung lassen sich die Zwischenspeicher, die Pumpen und der Mischer leichter gemeinsam mit der Düse bewegen; der Antrieb für die gemeinsame Bewegung kann schwächer ausgelegt sein, was weiteres Gewicht spart.
• Das Bewegen leichterer Zwischenspeicher und leichterer Fördereinrichtungen erlaubt leichtere Halterungen und Führungen für diese Dinge, was ein weiteres Mal Gewicht spart.
• Mit der Verkleinerung der zu bewegenden Masse der Versiegelungsvorrichtung sinkt deren Neigung zu unerwünschten Schwingungen und wird deren Dämpfung erleichtert.
• Geringere Drücke, geringerer Kraftbedarf und geringere Massen führen zu höherer Lebensdauer, insbesondere bei den Zwischenspeichern und den Pumpen sowie bei deren Dichtungen. • Das Fassungsvermögen des dynamischen Mischers und die Verweilzeit der pastösen Masse sind, bezogen auf gleiche Mischergebnisse, im dynamischen Mischer wesentlich kleiner als in einem statischen Mischer. Dadurch sinkt das Volumen der pastösen Masse, welches sich zwischen den Zwischenspeichern und der Düse befindet. Durch das kleinere Volumen verkleinert sich der Einfluss der Kompressibilität und der Thixotropie der pastösen Masse auf die Dosiergenauigkeit, so dass sich die Dosiergenauigkeit erhöht.
• Durch die Verringerung der Durchlaufzeit der pastösen Masse durch den Mischer verringert sich das Ausmaß des Abbindens der pastösen Masse, welches bereits auf dem Weg bis zur Düse auftritt.
• Dadurch, dass der dynamische Mischer mit einem geringeren Fassungsvermögen auskommt als ein statischer Mischer und dass die Verweildauer des Materials im dynamischen Mischer kürzer ist als im statischen Mischer, besteht keine so große Gefahr wie bei einem statischen Mischer, dass sich Material in Toträu- men des Mischers festsetzt und abbindet. Zu diesem Vorteil tragen die angetriebenen Mischelemente bei, indem sie die pastöse Masse im dynamischen Mischer zwangsweise in Bewegung halten.
• In Versiegelungsvorrichtungen für Isolierglasscheiben haben statische Mischer typisch eine Länge von 80 cm bis über 1 m. Ein dynamischer Mischer mit ent- sprechender Leistungsfähigkeit wie ein statischer Mischer ist sehr viel kürzer und kompakter als der statische Mischer. Dadurch ist eine Versiegelungsvorrichtung, mit welcher das erfindungsgemäße Verfahren verwirklicht wird, insgesamt kompakter aufgebaut, wodurch ein weiteres Mal ihre Neigung zu Schwingungen sinkt. • Eine erfindungsgemäß arbeitende Versiegelungsvorrichtung mit dynamischem
Mischer lässt sich preiswerter herstellen als eine herkömmliche Versiegelungsvorrichtung mit statischem Mischer.
• Versiegelungsmassen für Isolierglasscheiben sind mehr oder weniger dilatant, d. h., Ihre Viskosität steigt mit zunehmendem Druck, welchem die Masse ausge- setzt ist. Da eine erfindungsgemäß arbeitende Versiegelungsvorrichtung mit weniger Druck auskommt als bekannte Versiegelungseinrichtungen für Isolierglasscheiben, haben die dilatanten Versiegelungsmassen in einer erfindungsgemäß arbeitenden Versiegelungsvorrichtung eine niedrigere Viskosität als in einer herkömmlichen Versiegelungsvorrichtung. Erfindungsgemäß lassen sie sich deshalb leichter verarbeiten. Das gilt schon für das am weitesten verbreitete Thiokol. Besonders ausgeprägt ist der Vorteil der Erfindung jedoch beim Verarbeiten von Zweikomponenten-Versiegelungsmassen auf der Basis eines Silikons, welche zu einem Silikonkautschuk abbinden; diese Versiegelungsmassen lassen sich auf einer herkömmlichen Versiegelungsvorrichtung, die mit einem statischen Mischer ausgerüstet ist, allenfalls dann noch verarbeiten, wenn an der Düse nur verhältnismäßig geringe Durchsätze der pastösen Versiegelungsmasse gefordert sind, wie es bei Isolierglasscheiben der Fall ist, in denen der Abstand zwischen den Glastafeln nicht mehr als 10 mm beträgt. Da die Wärmedämmung einer Isolier- glasscheibe jedoch umso besser wird, je größer der Abstand der Glastafeln in der Isolierglasscheibe voneinander ist, werden heute weit überwiegend Isolierglasscheiben gefertigt, bei denen der Abstand zwischen den Glastafeln 15 mm bis 25 mm beträgt. Das war, wenn als Versiegelungsmasse ein zu einem Silikonkautschuk abbindendes Silikon verwendet werden sollte, mit herkömmlichen Versiegelungsvorrichtungen nur dann zu schaffen, wenn ein Einbrechen der Versiegelungsgeschwindigkeit in Kauf genommen wurde, d. h., die erforderliche Senkung des Drucks in der Versiegelungsvorrichtung zog eine entsprechende Verringerung des Durchsatzes und damit einhergehend eine Verringerung der Versiegelungsgeschwindigkeit nach sich, die ihrerseits eine Verlängerung der Taktzeit der Isolierglasfertigungslinie nach sich zog. Erfindungsgemäß ist es jedoch möglich, das Silikon mit so großen Durchsätzen zu verarbeiten, wie es für Isolierglasscheiben mit großem Abstand zwischen den Glastafeln nötig ist, um die kurzen Taktzeiten moderner Isolierglasfertigungslinien voll ausnutzen zu können. Die vorliegende Erfindung eignet sich deshalb nicht nur zur Verwendung von Thiokol als Versiegelungsmasse, sondern auch zur Verwendung von Polyurethan und ganz besonders von zu Silikonkautschuk abbindendem Silikon als Zweikomponenten-Versiegelungsmasse.
• Unerwartet hat sich gezeigt, dass in der erfindungsgemäßen Kombination die Zahnradpumpen eine lange Lebensdauer haben, obwohl sie pastöse Massen verarbeiten, welche abrasive Füllstoffe enthalten.
• Die erfindungsgemäße Kombination ermöglicht ein unterbrechungsfreies Auspressen der pastösen Masse aus der Düse, solange der Vorrat im Vorratsbehälter reicht, welcher typisch ein 200 Liter Fass ist. Die Möglichkeit, die pastöse Masse unterbrechungsfrei zu dosieren, wird nicht durch das Fassungsvermögen der Zwischenbehälter eingeschränkt. Die Zwischenbehälter können deshalb klein und leicht sein.
• Der Bereich der Durchsätze an pastöser Masse ist bei einer nach dem erfindungsgemäßen Verfahren arbeitenden Vorrichtung wesentlich größer als im Stand der Technik. Durchsätze von 0,1 Liter pro Minute bis 10 Liter pro Minute konnten in ein-und-derselben Vorrichtung bereits verwirklicht werden.
Das erfindungsgemäße Verfahren lässt sich rationell durchführen und vielseitig für das Versiegeln von Isolierglasscheiben anwenden. Der erzielte Fortschritt ist verblüffend.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung hat zum Zubereiten einer pastösen Masse aus wenigstens zwei Bestandteilen, die nach einem Vermischen miteinander abbinden, und zum Einspritzen eines Stranges aus der pastösen Masse in den Zwischenraum zwi- sehen zwei Glastafeln einer Isolierglasscheibe Mittel zum Fördern der Bestandteile aus Vorratsbehältern in gesonderte Zwischenspeicher und weiter durch einen Mischer, welcher als dynamischer Mischer ausgebildet ist, zu einer Düse, welche mit einer in den Zwischenraum zwischen den zwei Glastafeln der Isolierglasscheibe gerichteten Mündung an einem Rand der Isolierglasscheibe entlang bewegt werden kann. Dem Mischer werden die miteinander zu vermischenden Bestandteile der pastösen Masse durch Zahnradpumpen zugeführt, welche im Förderweg zwischen dem jeweiligen Zwischenspeicher und dem dynamischen Mischer angeordnet sind. Die oben genannten Vorteile der Erfindung treffen auf die erfindungsgemäße Vorrichtung ebenso zu wie auf das Verfahren.
Die pastöse Masse dient dazu, den Innenraum der Isolierglasscheibe gegen das Eindringen von Wasserdampf zu versiegeln und/oder einen dauerhaften und hinreichend festen Verbund zwischen den zwei Glastafeln herzustellen. Für einen hinreichend festen Verbund verwendet man eine abbindende Masse, welche aus wenigstens zwei Be- standteilen gebildet ist, die miteinander gemischt werden. Die durch das Mischen entstandene Masse ist zunächst pastös und bindet dann fortschreitend ab, wobei sie sich verfestigt. Abbindende Zweikomponenten-Dicht- und Klebemassen auf der Basis von Thiokol sind für das Versiegeln der Randfuge von Isolierglasscheiben besonders gebräuchlich; sie binden zu Polysulfiden ab.
Zweckmäßigerweise werden die Zahnradpumpen synchron angetrieben, um ein gleichbleibendes Mischungsverhältnis der Bestandteile der pastösen Masse sicherzustellen, Vorzugsweise werden die Bestandteile der pastösen, abbindenden Masse den Zahnradpumpen mit einem Vordruck zugeführt. Mit dem Vordruck kann Einfluss auf die För- derleistung der Zahnradpumpe genommen werden. Vorzugsweise werden die Zahnradpumpen mit einem konstanten Vordruck beaufschlagt. Das hat den Vorteil, dass sich Druckschwankungen, die im Förderweg von den Vorratsbehältern zu den Zahnradpumpen auftreten, sich nicht auf die Förderleistung der Zahnradpumpen auswirken. Das ist für das Erzielen einer hohen Dosiergenauigkeit der Versiegelungsvorrichtung von Vorteil. Die Zahnradpumpen für die verschiedenen Bestandteile der pastösen Masse müssen nicht mit dem gleichen Vordruck beaufschlagt werden, werden aber vorzugsweise mit dem gleichen Vordruck beaufschlagt.
Ein geeigneter Vordruck für die Zahnradpumpen liegt zwischen 20 bar und 50 bar. Besonders bevorzugt ist ein Vordruck von 30 bar bis 40 bar.
Vorzugsweise werden die Zahnradpumpen dadurch mit einem Vordruck beaufschlagt, dass die Zwischenspeicher mit einem Vordruck beaufschlagt werden. Jeder Zwischen- Speicher steht in Verbindung mit der Eingangsseite einer der Zahnradpumpen. Werden die Zwischenspeicher mit einem Vordruck beaufschlagt, ist das eine besonders günstige Möglichkeit, Druckschwankungen im Leitungsweg zwischen den Vorratsbehältern und dem jeweiligen Zwischenbehälter auszugleichen.
Einen konstanten Vordruck auf der Eingangsseite der jeweiligen Zahnradpumpe erreicht man zweckmäßigerweise dadurch, dass man den Vordruck auf der Eingangsseite misst und den gemessenen Wert des Vordrucks mit dem Sollwert des Vordrucks vergleicht und den Vordruck der Zahnradpumpe dann auf den Sollwert regelt, indem man den Vordruck im Zwischenspeicher passend steuert.
Wenn man die Zwischenbehälter unter einen konstanten Vordruck setzt, hat das den weiteren Vorteil, dass man damit das Nachfüllen der Zwischenbehälter aus den ihnen zugeordneten Vorratsbehältern steuern kann. Solange ein Zwischenbehälter keinen Nachschub aus dem Vorratsbehälter erhält, nimmt sein Volumen ab. Der abnehmende Inhalt kann durch einen Füllstandssensor überwacht werden, der bei einem vorgegebenen minimalen Inhalt ein Signal zum Nachfüllen an eine Pumpe gibt, welche dem zugehörigen Vorratsbehälter zugeordnet ist und den fraglichen Bestandteil so lange nachfüllt, bis der Inhalt im Zwischenbehälter ein vorgegebenes Maximum erreicht hat, wel- ches vom Füllstandssensor erfasst wird, der daraufhin den Nachfüllvorgang wieder stoppt.
Die Zahnradpumpen, denen die zu pumpenden Bestandteile mit einem Vordruck zuge- führt werden, sollen den Druck, der auf der Druckseite der Zahnradpumpen herrscht, in einer möglichen Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens um bis zu 20 bar erhöhen. Trotz dieser Erhöhung ist der Druck, mit welchem die zu mischenden Bestandteile in den dynamischen Mischer gelangen, noch um einen Faktor 3 oder 4 geringer als der Druck, mit welchem im Stand der Technik die Bestandteile einem statischen Mischer zugeführt werden. Dies ist für einen Teil der Vorteile der Erfindung verantwortlich. Vorzugsweise werden die Zahnradpumpen so betrieben, dass der Druck auf ihrer Druckseite nur um bis zu 10 bar höher ist als der Vordruck, mit welchem sie auf ihrer Eingangsseite beaufschlagt werden.
In einer anderen Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens wird angestrebt, den Druckverlust, welchen die pastöse Masse zwischen dem Eingang (Druckseite) und dem Ausgang der Zahnradpumpe erleidet, zu minimieren. Am besten ist es, wenn überhaupt kein Druckverlust an der Zahnradpumpe auftritt. Um das zu erreichen, wird der Druckverlust vorzugsweise auf den Wert Null geregelt. Zu diesem Zweck kann man den Vor- druck vor dem Eingang der Zahnradpumpe und den Druck am Ausgang der Zahnradpumpe messen und die Drehzahl der Zahnradpumpe so regeln, dass die Druckdifferenz (der Druckverlust) gegen Null tendiert. Ist der Vordruck größer als der Druck am Ausgang der Zahnradpumpe, dann wird die Drehzahl der Zahnradpumpe erhöht. Ist der Vordruck der Zahnradpumpe kleiner als der Druck am Ausgang der Zahnradpumpe, dann wird die Drehzahl erniedrigt. Der Vordruck wird vorzugsweise konstant gehalten.
Diese Variante des Verfahrens hat den Vorteil, dass die Spaltverluste in der Zahnradpumpe und der Verschleiß an der Zahnradpumpe besonders klein sind. Ein weiterer Vorteil liegt darin, dass sich eine solche Arbeitsweise nicht nur für große Durchsätze, sondern besonders auch für kleine Durchsätze eignet, wie sie z. B. für das Versiegeln von Solarmodulen benötigt werden, in welchen Solarzellen zwischen zwei Glasscheiben angeordnet sind, welche an ihrem Rand miteinander dicht zu verbinden sind. Die Zwischenspeicher sind vorzugsweise Kolben-Zylinder-Einheiten, deren Kolben mit dem gewünschten Vordruck auf den Inhalt des Zylinders drückt. Zum Nachfüllen eines solchen Zwischenspeichers wird der betreffende Bestandteil aus einem Vorratsbehälter in den Zwischenspeicher gefördert, in welchen er mit einem Druck eintritt, der größer ist als der Vordruck, so dass der Kolben zurückweicht. Spätestens wenn der Kolben in seiner zurückgezogenen Endstellung anschlägt, wird der Nachfüllvorgang gestoppt. Wenn der Bestandteil mittels einer Zahnradpumpe aus dem Zylinder abgezogen wird, wird der Kolben durch den Druck, der auf ihm lastet, wieder vorgeschoben. Bevor er seine vordere Endstellung erreicht, was durch einen Sensor überwacht werden kann, wird der nächste Nachfüllvorgang gestartet.
Eine andere vorteilhafte Ausführungsform eines Zwischenspeichers ist ein Blasenspeicher. Ein Blasenspeicher besteht aus einem Gehäuse und einer Speicherblase, welche z. B. mit einem Luft-Kompressor verbunden ist, welcher den Druck in der Speicherblase konstant hält. Der Raum im Gehäuse außerhalb der Speicherblase kann dann mit dem pastösen Bestandteil gefüllt werden, welchen die Zahnradpumpe zum Mischer pumpen soll. Durch Veränderung des Volumens der Speicherblase bei konstantem Vordruck kann das Volumen des pastösen Bestandteils im Blasenspeicher variieren. Der Blasenspeicher kann auch als Membranspeicher ausgebildet sein. Bei einem Membranspei- eher erfolgt die Trennung zwischen der Druckluft und der pastösen Masse nicht durch eine Blase oder einen Ballon, sondern durch eine Membran, welche das Gehäuse in zwei Kammern unterteilt.
Der Druck im jeweiligen Zwischenspeicher kann durch einen Regelkreis gesteuert wer- den, in welchem der zwischen dem Zwischenspeicher und der ihm zugeordneten Zahnradpumpe herrschenden Vordruck mit einem gegebenen Sollvordruck vergleichen und in Abhängigkeit von der Abweichung des Ist-Wertes vom Soll-Wert den Druck im jeweiligen Zwischenspeicher gesteuert wird.
Vorzugsweise hat der dynamische Mischer ein zylindrisches oder kegelstumpfförmiges Mischrohr, in welchem als Mischwerkzeug eine antreibbare Mischerwelle angeordnet ist, welche mit von der Mischerwelle abstehenden Mischelementen versehen ist. Die Mischelemente stehen vorzugsweise radial von der Mischerwelle ab und reichen bis dicht an die innen liegende Umfangswand des Mischrohres heran, so dass der gesamte lichte Querschnitt des Mischrohres von den Mischelementen erreicht wird und sich die zu vermischenden Materialien im Mischerrohr nicht festsetzen und abbinden können.
Die Mischelemente können unregelmäßig um die Mischerwelle herum angeordnet sein, sie können auch in mehreren kreisförmigen Anordnungen hintereinander auf der Mischerwelle angeordnet sein. Besonders bevorzugt ist es, wenn die Mischelemente wendeiförmig um die Mischerwelle herum angeordnet sind, denn damit lässt sich am besten sicherstellen, dass alle Bereiche der innen liegenden Oberfläche des Mischrohrs von den Mischelementen überstrichen werden.
Die Mischelemente können unterschiedliche Gestalt haben: Es kann sich um Stäbe handeln, die im Querschnitt rund oder eckig ausgebildet sind. Es kann sich um Flügel oder um Bügel handeln. Vorteilhaft sind auch schaufelartig ausgebildete Mischelemente. Besonders sie können so ausgebildet sein, dass sie in Förderrichtung weisende Flä- chen haben, welche unter einem von 90° verschiedenen Winkel zur Längsachse der Mischerwelle angeordnet sind, so dass sie bei angetriebener Mischerwelle einen Vortrieb der pastösen Masse bewirken. Auf diese Weise kann der Druckverlust, den das Material im dynamischen Mischer erleidet, stark reduziert oder zum Verschwinden gebracht werden. Es ist sogar möglich, einen auf dem Weg vom Speicher zum dynami- sehen Mischer erlittenen Druckverlust wieder auszugleichen.
Besonders bevorzugt ist es, Mischelemente, die einen Vortrieb erzeugen können, mit anderen Mischelementen, die keinen Vortrieb erzeugen, aber eine größere Mischwirkung haben, zu kombinieren.
Als dynamischer Mischer kommt auch ein Mischrohr infrage, in welchem eine oder zwei Schnecken antreibbar angeordnet sind.
Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung sind der Strömungsquerschnitt des Mischers und seine Antriebsleistung zweckmäßigerweise für einen Durchsatz der pastösen Masse von 0,1 Liter pro Minute bis zu 10 Liter pro Minute ausgelegt. Letzteres macht die Vorrichtung besonders geeignet für das rasche Versiegeln von Isolierglasscheiben mit großem Abstand zwischen den Glasplatten. Die Erfindung eignet sich besonders für zweikomponentige Dicht- und Klebemassen wie die in der Isolierglasfertigung bekannten Polysulfide (Thiokol), welche aus einem Hauptbestandteil und einem Zusatzbestandteil bestehen, die auf dem Weg zur Düse miteinander im Verhältnis von ca. 9 zu 1 zu einer zweikomponentigen pastösen Masse gemischt werden, die danach alsbald fortschreitend abbindet. Die Erfindung eignet sich außerdem besonders für zweikomponentige abbindende Massen auf der Basis von Polyurethan und Silikon. Erst durch die vorliegender Erfindung wurde es ermöglicht, Isolierglasscheiben mit mehr als 15 mm Luftzwischenraum mit einer Versiegelungsmasse auf der Grundlage eines zweikomponentigen Silikons zu versiegeln.
Beim Versiegeln einer Isolierglasscheibe wird in die Randfuge der Isolierglasscheibe, welche durch zwei Glastafeln und die Außenseite eines die Glastafeln verbindenden Abstandhalters begrenzt ist, die abbindende Masse in der Weise gespritzt, dass sie sich entweder als einheitlicher Strang von der einen Glastafel bis zur gegenüberliegenden Glastafel erstreckt oder - bei hinreichend druck- und zugfesten Abstandhaltern - nur in die Kehlen zwischen der Außenseite des Abstandhalters und den beiden Glastafeln eingefüllt ist. Im zuletzt genannten Fall befinden sich in der Randfuge zwei getrennte Stränge der Versiegelungsmasse nebeneinander. Zwei solche Stränge können mit einer Düse erzeugt werden, welche zwei nebeneinander liegende Mündungen hat.
Die Düse kann eine oder mehr als eine Mündung haben. Das Arbeiten mit nur einer Mündung kommt infrage, wenn ein einheitlicher Strang aus der pastösen Masse gebildet werden soll. Eine Düse mit zwei Mündungen kommt nicht nur infrage, wenn - wie erwähnt - zwei nebeneinander liegende Stränge gebildet werden sollen, von denen der eine den Abstandhalter mit der einen Glastafel und der andere den Abstandhalter mit der anderen Glastafel verbindet. Eine Düse mit zwei Mündungen kommt auch dann infrage, wenn ein zweischichtiger Verbundstrang aus zwei verschiedenen pastösen Massen gebildet werden soll.
Die Erfindung ermöglicht derart kompakte Versiegelungsvorrichtungen, dass einer Düse Speicher nicht nur für die Bestandteile einer einzigen Versiegelungsmasse wie z. B. Thiokol auf einem gemeinsamen bewegten Träger zugeordnet werden können, sondern eine größere Anzahl von Speichern für die Bestandteile von unterschiedlichen Versiegelungsmassen, z. B. für Thiokol und Polyurethan oder für Thikol und Silikon oder für alle drei Versiegelungsmassen. Die Versiegelungsvorrichtung erreicht selbst in einem solchen Fall noch nicht das Gewicht einer herkömmlichen Versiegelungsvorrichtung für nur eine Versiegelungsmasse. Durch ein oder mehrere Ventile, insbesondere durch ein Wegeventil, lässt sich eine solche Versiegelungsvorrichtung bequem, zeitsparend und kostensparend von der Verarbeitung einer Versiegelungsmasse auf die Verarbeitung einer anderen Versiegelungsmasse umschalten, wenn nötig unter Wechsel auf einen anderen dynamischen Mischer und auf eine andere Düse.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der beigefügten Be- Schreibung von Ausführungsbeispielen der Erfindung, welche in den beigefügten Zeichnungen dargestellt sind. In den Ausführungsbeispielen sind gleiche oder einander entsprechende Teile mit übereinstimmenden Bezugszahlen bezeichnet.
Figur 1 zeigt eine schematische Darstellung einer Vorrichtung zum Einspritzen einer pastösen Masse in den Zwischenraum zwischen zwei Glastafeln einer Isolierglasscheibe, und
Figur 2 zeigt einen Längsschnitt durch einen dynamischen Mischer.
Figur 1 zeigt ein Gebinde 1 für einen ersten Bestandteil 3 einer pastösen Masse und ein Gebinde 2 für einen zweiten Bestandteil 4 der pastösen Masse. Die beiden Gebinde sind z. B. Fässer, deren Deckel abgenommen sind. Auf dem ersten Bestandteil 3 im Gebinde 1 liegt eine Folgeplatte 5. Von der Folgeplatte 5 führt eine Stange 6 senkrecht nach oben zu einer Traverse 7, welche nicht nur die Stange 6, sondern auch zwei KoI- benstangen 8 verbindet, welche zu zwei hydraulischen Zylindern 9 gehören, die auf einer Bodenplatte 10 verankert sind, auf weicher das Gebinde 1 steht. Durch Einziehen der Kolbenstangen 8 in die hydraulischen Zylinder 9 drückt die Traverse 7 die Folgeplatte 5 auf den im Gebinde 1 befindlichen Vorrat des Bestandteils 3 der pastösen Masse. Dadurch wird der Bestandteil 3 durch eine Öffnung in der Folgeplatte 5 in eine ober- halb der Folgeplatte 5 befindliche Pumpe 11 gedrückt, die den Bestandteil 3 in eine Leitung 12 fördert.
Der zweite Bestandteil 4 der pastösen Masse befindet sich in dem zweiten Gebinde 2 und wird aus diesem auf gleiche Weise herausgefördert, wie der erste Bestandteil 3 aus dem ersten Gebinde 1. Die dafür benutzten Einrichtungen sind deshalb mit denselben, mit einem Strich versehenen Bezugszahlen bezeichnet.
Die Fasspumpe 11 pumpt den darin enthaltenen Bestandteil, bei dem es sich in diesem Beispiel um die „Binderkomponente" der herzustellenden zweikomponentigen Versiegelungsmasse handelt, in einen Zwischenspeicher 13, welcher unter einem Vordruck P steht und mit der Eingangsseite einer Zahnradpumpe 15 verbunden ist, welche durch einen Elektromotor 17, vorzugsweise ein Gleichstrommotor, angetrieben ist.
Der zweite Bestandteil 4, bei welcher es sich im vorliegenden Beispiel um die „Härterkomponente" der herzustellenden zweikomponentigen Versiegelungsmasse handelt, wird von der Fasspumpe 11 ' durch die Leitung 12' in den Zwischenspeicher 14 gepumpt, welcher unter einem Vordruck P' steht und mit der Eingangsseite einer zweiten Zahnradpumpe 16 verbunden ist, welche durch einen Elektromotor 18 angetrieben wird. Die beiden Motoren 17 und 18 sind miteinander synchronisiert.
Die Zahnradpumpe 15 fördert den Bestandteil 3 durch eine Leitung, in welcher ein Drehschieber 19 angeordnet ist, in einen dynamischen Mischer 20. Die andere Zahnradpumpe 18 fördert den Bestandteil 4 durch eine Leitung, in welcher ein Rückschlag- ventil 27 liegt, ebenfalls in den dynamischen Mischer 20, welcher durch einen Elektromotor 21 angetrieben ist. Der dynamische Mischer 20 ist schematisch dargestellt und besteht im wesentlichen aus einem Rohr, welches an seinem einen Ende konisch zuläuft. In dem Rohr ist als Mischelement eine Schnecke 22 angeordnet, welche durch den Elektromotor 21 angetrieben wird. Der dynamische Mischer 20 mündet in eine Lei- tung 23, welche zu einer Düse 25 führt. Zwischen dem dynamischen Mischer 20 und der Düse 25 liegt ein Drehschieber 24, mit welchem die Zufuhr der durch das Mischen entstandenen zweikomponentigen Versiegelungsmasse zur Düse 25 unterbrochen werden kann.
Für Überwachungsaufgaben und Steuerungsaufgaben können in den Förderwegen vor und nach den Zahnradpumpen 15 und 17 sowie am Eingang und am Ausgang des dynamischen Mischers 20 Sensoren vorgesehen sein, die den Druck P und den Volumenstrom V messen. Temperatursensoren T können die Temperatur im dynamischen Mischer 20 und am Ausgang des dynamischen Mischers 20 messen. Insbesondere kann der Druck P vor und hinter der Zahnradpumpe 15 bzw. 16 gemessen, daraus die Differenz gebildet und durch Einstellen der Drehzahl des Motors 17 bzw. 18 auf den Sollwert Null geregelt werden. Der Vordruck P wird z. B. mittels eines Tauchkolbens im Zwischenspeicher 13 bzw. 14 eingestellt und am besten konstant gehalten.
Die Düse 25 liegt am Rand einer Isolierglasscheibe 32 an, welche aus zwei Glastafeln 33 und 34 mit einem dazwischen gefügten Abstandhalter 35 besteht. Entweder wird die Düse 25 am Rand der Isolierglasscheibe 32 entlang bewegt oder die Isolierglasscheibe 32 wird mit ihrem Rand an der Düse 25 entlang bewegt, um die Randfuge 31 zu versie- geln, die auf der Außenseite des Abstandhalters 35 zwischen den beiden Glastafeln 33 und 34 gebildet ist.
Figur 2 zeigt ein Beispiel eines dynamischen Mischers 20, welcher ein konisches Mischrohr 36 hat, in welchem eine konische Mischerwelle 37 gelagert ist, welche in einem aus dem Mischrohr 36 vorstehenden Wellenzapfen 36a ein Sackloch 36b mit Sechskantquerschnitt hat, in welches formschlüssig eine treibende Welle eines Motors 21 (siehe Figur 1) eingreifen kann.
Die Mischerwelle 37 hat den gleichen Konuswinkel α wie das Mischrohr 36, sodass zwischen beiden ein Ringspalt 42 von gleich bleibender Breite besteht.
Die Mischerwelle 37 trägt als Mischelemente 38 radial abstehende Flügel, die bis unmittelbar an die innere Oberfläche des Mischrohrs 36 reichen. Die Mischelemente 38 haben eine in Förderrichtung 39 weisende Fläche 40, welche um einen von 90° verschie- denen Winkel ß zur Längsachse 41 so angestellt sind, dass die sich mit der Mischerwelle 37 drehenden Mischelemente 38 einen Vortrieb der im Mischer 20 befindlichen Masse bewirken.
Zwei zu vermischende Bestandteile einer abbindenden Versiegelungsmasse werden durch zwei Einlassstutzen 43 und 44 zugeführt. Die Mischung verlässt den Mischer 20 durch einen Auslass 45. Bezugszahlenliste:
1. Gebinde, Vorratsbehälter 29 —
2. Gebinde, Vorratsbehälter 30 —
3. Bestandteil 31 Randfuge
4. Bestandteil 32 Isolierglasscheibe
5, 5' Folgeplatte 33. Glastafel
6, 6' Stange 34. Glastafel
7, 7' Traverse 35. Abstandhalter
8, 8' Kolbenstange 36. Mischrohr
9, 9' Zylinder 36a. Wellenzapfen
10, 10' Bodenplatte 36b. Sackloch
11 , 11' Pumpe, Fasspumpe 37. Mischerwelle
12, 12' Leitung 38. Mischelemente
13 Zwischenspeicher 39. Förderrichtung
14 Zwischenspeicher 40. Fläche von 38
15 Zahnradpumpe 41. Längsachse
16 Zahnradpumpe 42. Ringspalt
17 Antrieb, Elektromotor 43. Einlassstutzen
18 Antrieb, Elektromotor 44. Einlassstutzen
19. Drehschieber 45. Auslass
20. dynamischer Mischer
21 Elektromotor α. Winkel
22. Schnecke ß- Winkel
23. Leitung
24. Drehschieber
25. Düse
26 —
27 Rückschlagventil
28 — _

Claims

Ansprüche:
1. Verfahren zum Zubereiten einer aus wenigstens zwei Bestandteilen bestehenden pastösen Masse, welche nach dem Vermischen der anfänglich in getrennten Vorratsbehältern vorliegenden Bestandteile abbindet, und zum Einspritzen der abbindenden pastösen Masse in einen Zwischenraum zwischen zwei Glastafeln einer Isolierglasscheibe, durch Fördern der wenigstens zwei Bestandteile aus den Vorratsbehältern in geson- derte Zwischenspeicher, aus welchen sie in einen Mischer gefördert werden, in welchem die Bestandteile während ihres Durchlaufs durch den Mischer miteinander vermischt werden und die den Mischer verlassende abbindende, pastöse Masse mittels einer Düse mit wenigstens einer Mündung, welche in den Zwischenraum zwischen den Glastafeln gerichtet ist, in den Zwischenraum zwischen den beiden Glastafeln eingespritzt wird, während die Düse am Rand wenigstens einer der beiden Glastafeln entlang bewegt wird dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens zwei Bestandteile der pastösen Masse mit Zahnradpumpen aus den Zwischenspeichern in den Mischer gepumpt werden, in welchem sie mittels motorisch angetriebener Mischelemente dynamisch miteinander vermischt werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Zahnradpumpen synchron angetrieben werden.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Bestandteile der pastösen, abbindenden Masse den Zahnradpumpen mit einem Vordruck zugeführt werden.
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Vordruck der Zahnradpumpen konstant gehalten wird.
5. Verfahren nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Zahnradpumpen mit dem gleichen Vordruck beaufschlagt werden.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Zahnradpumpen mit einem Vordruck von 20 bis 50 bar beaufschlagt werden.
7. Verfahren nach Anspruch 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Zahnrad- pumpen mit einem Vordruck von 25 bar bis 45 bar beaufschlagt werden.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Zahnradpumpen mit einem Vordruck von 30 bar bis 40 bar beaufschlagt werden.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 3 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Zahnradpumpen dadurch mit einem Vordruck beaufschlagt werden, dass die Zwischenspeicher mit einem Vordruck beaufschlagt werden.
10.Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Vordruck auf der Eingangsseite der jeweiligen Zahnradpumpe gemessen und auf seinen Sollwert geregelt wird.
11.Verfahren nach einem der Ansprüche 3 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Zahnradpumpen und der dynamische Mischer so aufeinander abgestimmt betrieben werden, dass auf der Druckseite der Zahnradpumpen der Druck in den miteinander zu mischenden Bestandteilen größer ist als der Vordruck der Zahnradpumpe.
12. Verfahren nach Anspruch 11 , dadurch gekennzeichnet, dass der Druck in den zu vermischenden Bestandteilen auf der Druckseite der Zahnradpumpen um bis zu 20 bar höher ist als der Vordruck, mit welchem die Zahnradpumpen beaufschlagt werden.
13. Verfahren nach Anspruch 11 , dadurch gekennzeichnet, dass der Druck in den zu vermischenden Bestandteilen auf der Druckseite der Zahnradpumpen um bis zu 10 bar höher ist als der Vordruck, mit welchem die Zahnradpumpen beaufschlagt werden.
14. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Vordruck der Zahnradpumpen und der Druck am Ausgang der Zahnradpumpen so aufeinander abgestimmt werden, dass die Druckdifferenz minimal ist, insbesondere O ist.
15. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass ein konstanter Vor- druck eingestellt und zur Minimierung der Differenz zwischen dem Vordruck und dem Druck am Ausgang der Zahnradpumpen die Drehzahl der Zahnradpumpen verändert wird.
16. Verfahren nach Anspruch 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Differenz zwischen dem Vordruck am Eingang der Zahnradpumpen und dem Druck am Ausgang der Zahnradpumpen auf den Sollwert Null geregelt wird.
17. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch die Verwendung einer pastösen, abbindenden Masse, von welcher wenigstens ein Be- standteil einen mineralischen Füllstoff enthält, insbesondere ein Gesteinsmehl und/oder Kalkpulver.
18. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die abbindende Masse aus zwei Bestandteilen gebildet wird.
19. Verfahren nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass als abbindende Masse Polyurethan zubereitet wird.
20. Verfahren nach Anspruch 18 und/oder 19, dadurch gekennzeichnet, dass als ab- bindende Masse ein Thiokol zubereitet wird.
2 I .Verfahren nach Anspruch 18 und/oder 19 und/oder 20, dadurch gekennzeichnet, dass als abbindende Masse ein Silikon zubereitet wird.
22. Vorrichtung zum Zubereiten einer pastösen Masse aus wenigstens zwei Bestandteilen (3, 4), die nach einem Vermischen miteinander abbinden und zum Einspritzen eines Stranges aus der pastösen Masse in den Zwischenraum zwischen zwei Glastafeln (33, 34) einer Isolierglasscheibe (32), mit Mitteln (11 , 11 ', 15, 16) zum Fördern der Bestandteile (3, 4) aus Vorratsbehältern (1 , 2) in gesonderte Zwischenspeicher (13, 14) und weiter durch einen Mischer (20) zu einer Düse (25), welche mit einer in den Zwischenraum zwischen den zwei Glastafeln (33, 34) der Isolierglasscheibe (32) gerichteten Mündung am Rand der Isolierglasscheibe (32) entlang bewegt werden kann, dadurch gekennzeichnet, dass der Mischer als dynamischer Mischer (20) ausgebildet ist, welchem die miteinander zu vermischenden Bestandteile (3, 4) durch Zahnradpumpen (15, 16) zugeführt werden, welche im Förderweg zwischen dem jeweiligen Zwischenspeicher (13, 14) und dem dynamischen Mischer (20) angeordnet sind.
23. Vorrichtung nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, dass die Zahnradpumpen (15, 16) miteinander synchronisiert sind.
24. Vorrichtung nach Anspruch 22 oder 23, dadurch gekennzeichnet, dass vor jeder Zahnradpumpe (15, 16) ein Druckerzeuger vorgesehen ist, welcher den der die Zahnradpumpe (15, 16) zugeführten Bestandteil (3, 4) der pastösen Masse auf ihrer
Eingangsseite mit einem Vordruck beaufschlagt.
25. Vorrichtung nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, dass die Druckerzeuger den jeweiligen Zwischenspeichern (13, 14) zugeordnet sind und den Vordruck für die Zahnradpumpen (15, 16) dadurch erzeugen, dass sie Druck auf den Inhalt des jeweiligen Zwischenspeichers (13, 14) ausüben.
26. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 22 bis 25, dadurch gekennzeichnet, dass die Zwischenspeicher (13 , 14) Kolben-Zylinder-Einheiten sind.
27. Vorrichtung nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, dass der Kolben des Zwischenspeicher ein Tauchkolben (Plunger) ist.
28. Vorrichtung nach Anspruch 26 oder 27, dadurch gekennzeichnet, dass der Vor- druck dadurch erzeugt wird, dass der Kolben der Kolben-Zylinder-Einheiten auf den
Inhalt des Zylinders drückt.
29. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 22 bis 25, dadurch gekennzeichnet, dass die Zwischenspeicher (13, 14) als Blasenspeicher, insbesondere als Membranspeicher ausgebildet sind.
30. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 24 bis 29, dadurch gekennzeichnet, dass zur Überwachung des Vordrucks der Zahnradpumpen (15, 16) zwischen diesen und den ihnen jeweils zugeordneten Zwischenspeichern (13, 14) ein Drucksensor (P) vorgesehen ist, welcher den Vordruck misst und Bestandteil eines Regelkreises ist, welcher den gemessenen Vordruck als Ist-Wert mit einem vorgegebenen SoII- Vordruck vergleicht und in Abhängigkeit von der Abweichung des Ist-Wertes vom
Soll-Vordruck den Druck im jeweiligen Zwischenspeicher (13, 14) steuert.
3 I .Vorrichtung nach einem der Ansprüche 22 bis 30, dadurch gekennzeichnet, dass die Zahnradpumpen (15,16) miteinander synchronisierte Antriebe (17, 18) haben.
32. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 22 bis 31 , dadurch gekennzeichnet, dass der dynamische Mischer (20) ein zylindrisches oder kegelstumpfförmiges Mischrohr (36) hat, in welchem eine antreibbare Mischerwelle (37) angeordnet ist, welche mit von der Mischerwelle (37) abstehenden Mischelementen (38) versehen ist.
33. Vorrichtung nach Anspruch 32, dadurch gekennzeichnet, dass die Mischelemente (38) radial von der Mischerwelle (37) abstehen.
34. Vorrichtung nach Anspruch 32 oder 33, dadurch gekennzeichnet, dass die Misch- elemente (38) wendeiförmig um die Mischerwelle (37) herum angeordnet sind.
35. Vorrichtung einem der Ansprüche 32 bis 34, dadurch gekennzeichnet, dass die Mischelemente (38) Flügel sind.
36. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 22 bis 34, dadurch gekennzeichnet, dass der Mischer (20) als Mischelemente (38) Bügel hat.
37. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 22 bis 34, dadurch gekennzeichnet, dass die Mischelemente (38) schaufelartig ausgebildet sind.
38. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 22 bis 37, dadurch gekennzeichnet, dass die Mischelemente (38) in Förderrichtung (39) weisende Flächen (40) haben, welche unter einem von 90° verschiedenen Winkel (ß) zur Längsachse (41 ) der Mischerwel- Ie (37) so angeordnet sind, dass sie bei angetriebener Mischerwelle (37) einen Vortrieb der pastösen Masse bewirken.
39. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 22 bis 38, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Mischelemente (38) bis an die innen liegende Umfangswand des Misch- rohrs (36) erstrecken.
40. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 22 bis 34, dadurch gekennzeichnet, dass der Mischer (20) ein Mischrohr aufweist, in welchem eine Schnecke antreibbar angeordnet ist.
4 I .Vorrichtung nach Anspruch 40, dadurch gekennzeichnet, dass sich der radial außen liegende Rand der Schnecke bis an die innen liegende Umfangswand des Mischrohrs erstreckt.
42. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 22 bis 41 , dadurch gekennzeichnet, dass der Strömungsquerschnitt des Mischers (20) und seine Antriebsleistung für einen Durchsatz der pastösen Masse von mindestens 0,1 l/min ausgelegt sind.
43. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Strömungsquerschnitt des Mischers (20) und seine Antriebsleistung für einen Durchsatz der pastösen Masse von bis zu 6 l/min ausgelegt sind.
44. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 22 bis 43, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorratsbehälter (1 , 2) Fässer sind, denen jeweils eine Fasspumpe (1 1 , 1 1 ') zu- geordnet ist, welche einen der Zwischenspeicher (13, 14) speist.
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